专利名称：集成电路中模拟电路部分的调整方法
技术领域：
本发明涉及一种在集成电路中的模拟电路部分的调整方法。
为了制作“单芯片”的电视接收机，由于器件的容差和制作上的分散性，就必须对包括在集成电路中的模拟电路，例如滤波器，进行调整。从公开的文献中(“金属氢化物半导体模拟集成电路设计一新概念，新趋向和新障碍”Y.P.Tsividis主编，ESSCIRC′86，Delft会议文集)以了解到如何调整制作在该电路系统中的集成电路的一个基准元件，而该基准元件与待调整的集成电路其它元件相类似，由此可以获得一种待调整的其它元件的调整计量方法(至少用近似方法)。然而这种基准元件的调整是困难的，而且用这种方法没有考虑到在集成电路中器件的容差问题。
本发明的目的旨在使集成电路中的模拟电路部分的调整容易实现且有高的精确度。
这个任务通过装在电路部分中的器件的控制电流进行调整来实现的。
与待调整的其它模拟电路部分相类似，集成电路的基准电路部分(它同样地出现在已知的电视接收机中并且必须给予调整)被做在其整机电路之中。这种基准电路部分可以是一个水平频率振荡器，而另外的模拟电路部分则可以是模拟滤波器，调频解调器和平衡器。
这些电路部分可以分别进行调整，例如，用电流来调整。因此，水平频率振荡器的调节电流作为模拟电路部分的应的调整电流的计量量度。
目前，一种作为模拟电路部分的精密手工调谐的调节，电流只能有微小的变动并且只需有一个非常有限的搜索范围。其优越性在于，例如，噪声和器件的容差对这种调节过程只有很小的影响，调节电路的“搜索”是没有问题的。在一个有利的方法中，通过这些电路部分的集成化，与现有的电视接收机相比可以省去昂贵的陶瓷滤波器和电感电容电路。
本发明的一个实施例通过下面附图加以说明
图1是根据本发明的一个多级标准电视底盘的电路方框图，图2是包括在多级标准电视底盘的信号处理器的电路方框图，图3是一个四端(Biguad)基底滤波器件，图4是一个1型跨导放大器，图5是一个2型跨导放大器，图6是根据本发明的一个调整分支图。
图1示出一个电视接收机电路方框图。器件单元在原则上与现有的电视接收机的那些元件相对应。PIF意思是图象中频，SIF的意思是伴音中频。然而，根据本发明，在电视底盘中在用点线标出的器件单元与其中待调整的模拟电路部分装在一起集成于一个单一的集成电路之中(“单芯片”)。
图2表示带有各种电路部分的集成电路的详细电路方框图。这些电路部分用20表明水平频率振荡器，211至214为中频滤波器，221至224，231至241为伴音滤波器。24为彩色信号钟形曲线滤波器以及25为彩色信号陷波器。
图3示出一个模拟四端基底滤波器件(多次应用于集成电路中)与相应的传递函数Vout在一起的图例。下面的表格示出这种基底滤波器件的各种滤波器特性与Va、Vb和Vc输入端连接布线的相互关系。
低通Vb和Vc对地，Va到输入信号高通Va和Vb对地，Vc到输入信号带通Va和Vc对地，Vb到输入信号波Vb对地，Va和Vc到输入信号
图3的Biquad基底滤波器件包括两个gm放大器(跨导放大器)，它是根据图4或图5设计的电路，1型跨导放大器比2型跨导放大器能够处理更高的频率。为了增加1型跨导放大器处理的信号幅度，往往在图4中的发射极串接两个二极管。通过交替布线，在图5中的2型跨导放大器甚至能够处理更高的信号幅度并具有较低的温度相依性。然而，它要求有更多的元件组合工作才行，两种型式的跨导放大器都用于图2的集成电路中。
根据电容的Co值，以一种有利的方式，通进电流Ic，或者按照图3至图5所给出的方程分别利用电流Ic和I1，那么图3的Biquad基底滤波器单元的中心频率可以容易地得到调整。Vt为已知的温度电压且值为26mV/K。(毫伏/开尔文)图6的调整分支表示出水平频率振荡器60。它是一个基准电路部分，它的频率通过5位数/模转换器601(其误差小于±1%)很容易得到测量和调整。随着电视设备的生产，数/模转换器601通过软件可以得到调整;而后调整被存贮起来。
在这个数/模转换器邻近处的高电压尖峰可能改变存贮的内容，而这是不希望出现的。如果这种关系成立，水平频率将变得太低，那么水平输出级和开关电源有可能被烧毁。因此，在数/模转换器601中要进行奇偶校验。假定这种校验检出误差，则通过开关602接通一个最大的控制电流。由此，水平频率增加且避免了电路的损坏。
如果水平频率振荡器60得到调整，那么由基准电流Iref＝Vref/Rext中产生控制电流Ic。由于制作中的容差，电容器(例如)实际上就有一个实际值C实际对一个要求值C额定的问题。由此，电容器(调节电容)调整的控制电流Ic，其值就有，例如，Ic＝Iref·C实际/C额定。C实际实际上是通过水平频率振荡器60的频率测量间接地得到测定的。
水平频率振荡器的输出频率主要取决于控制电流Ic，但是，它也略受到温度电压Vt和峰-峰值输出电压Vpp的影响。这就产生频率近似为Ic/C实际×(1+9·Vt/Vpp)的频率，并且需要使某些由控制电流Ic调整的模拟电路部分受到额外的精细的手工调整。
为此，在不同的电路部分的集成电路中设置了五个控制环路，在该电路部分中控制电流Ic与校准电流Icon结合在累加点616，626，636，646和676上。
模拟滤波器621到623和调频解调器624处理第一伴音通道，模拟滤波器631至633和调频解调器634处理第二伴音通道。两个伴音通道的微调判据是在调频调解器624或634输出端各自的直流电压的偏移。输出电压分别在频限为10赫的低通625或635中进行滤波。合成直流电压部分分别产生校准电流Icon。
伴音陷波器611至612和在图像中频里的平衡器613以及在伴音中频里的预先滤波器614的微调是通过一个附加的基准四端(Biquad)滤波器617来实现的，该滤波器617安置在锁相环路(PLL)的反馈电路中。锁相环路包括一个基准振荡器615和一个可编程的1∶n分频器618。因此，基准四端滤波器617的频限相对于伴音陷波器611至612，平衡器613，以及预选滤波器614的频区而言要安排适当，以便获得一个好的同步性。
因为要处理高频信号，1型跨导放大器便用于伴音陷波器611至612，平衡器613，以及预选滤波器614中，在电路619中控制电流Ic接着就要经受随温度而变化的校准。
用彩色信号钟形曲线滤波器64，最大误差只允许±0.4%。此外，彩色信号钟形曲线滤波器64的品质因数必须达到16。为此，就要应用不同的微调方法。在垂直扫描回扫(帧)期间，这种滤波器转接到调整型。带有逐行倒相制式的彩色副载波频率为4.43兆赫的晶体振荡器641被加到滤波器上并且将滤波器在输入和输出端的相位在相位比较器642中进行比较。如果相位差为0，那么彩色信号钟形曲线滤波器64的中心频率与逐行倒相制式的彩色副载波频率相对应。相位比较器642连接到一个扫描和保持电路643。因为要求漏电流小，为扫描和保持电路643设置了用N型金属氧化物半导体作为输入端(未示出)的运算放大器。它的后面是一个积分器644，该积分器644为控制电流Ic产生校准电流。此外，在测量周期内，因为彩色信号钟形曲线滤波器64所要求的中心频率(4.328兆赫)稍微偏高于逐行倒相制式彩色副载波频率(4.43兆赫)，因而由校准电路645引入约为2.3%的一个小校准系数。
彩色副载波陷波器65的调整值低于临界值。对彩色信号钟形曲线滤波器64也要使用同样的控制电流。
垂直扫描同步分离器671，Φ2环形电路672，以及开关电源的脉宽调制器673的控制电流校准值通过另外的一个带有基准积分器674的锁相环路获得。
有自动微调的所述调整过程对集成双极性的和双互补型金属氧化物半导体电路是适宜的。
以一个有利的方式，使电路部分的温度相依性通过附加的微调得以消除。
权利要求
1.集成电路中模拟电路部分的调整方法，其特征在于，通过装在电路部分中的器件的控制电流发生调整。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过控制电流使调整适应于双互补型金属氧化物半导体器件。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过控制电流使调整适应于双极性器件。
4.根据上述1项或多项权利要求的方法，其特征在于，电路部分调整所要求的电流由集成电路的基准电路部分的调整来确定。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，集成电路的基准电路部分也是通过控制电流得到调整的。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于，基准电路部分的调整随着制作装有集成电路的器件时就存在着。
7.根据上述1项或多项权利要求的方法，其特征在于，控制电流值存贮在集成电路中或存贮在含有所述集成电路的装置之中。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，为了调节控制电流，因而采用了一个数/模转换器(601)，如果通过连续的奇偶校验检测到控制电流存贮数值的不希望有的变化，那么控制电流就设定为一个固定值。
9.根据权利要求4到8项中一项或几项的方法，其特征在于，水平频率振荡器(60)用来作为集成电路的基准电路部分。
10.根据上述1项或数项的权利要求的方法，其特征在于，调整是由若干电路部分的一般精调和集成电路的一个或若干个电路部分附加的微调组成。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，微调在集成电路中自动地发生。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，微调是通过装在集成电路中的控制环路来实现的。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，将从各自的实际控制环路接收到的校准电流Icon加到控制电流上。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，由控制电流调整的调频解调器(624，634)的电压输出的低通滤波部分用来作为校准控制电流的计量量度。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于，带有用控制电流调整的基准振荡器(615)的锁相环路的输出信号用来作为校准控制电流的计量量度。
16.根据权利要求13的方法，其特征在于，带有用控制电流调整的基准积分器(674)的控制环路的输出信号用来作为校准控制电流的计量量度。
17.根据权利要求13的方法，其特征在于，带有用控制电流调整的相位比较器(642)，积分器(644)，钟形曲线滤波器(64)的控制环路的输出信号用来作为校准控制电流的计量量度，从而，在第一时间周期内一个测量信号(641)，以及在第二时间周期内一个已知的待滤波的信号输番加到钟形曲线滤波器(64)上，借此，在第一时间周期内校准控制电流即被确定，而其值在第二时间周期内保持不变。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于，在第一和第二时间周期内，通过两种不同的系数(645)另外地改变控制电流。
19.根据权利要求17或18的方法，其特征在于，第一时间周期是图象再现器件的垂直回扫时间。
20.根据上述1项或若干项权利要求的方法，其特征在于，一个电路部分或若干电路部分的控制电流没有附加的温度补偿(619)。
21.一种单芯片电视接收机集成电路包括一个水平频率振荡器(60)，图象中频滤波器(611至613)，伴音中频滤波器(614)，一个基准振荡器(615)，作为第一伴音通道的滤波器(621至623)和一个调频解调器(624)，作为第二伴音通道的滤波器(631至633)和一个调频解调器(634)，一个钟形曲线滤波器(64)，一个彩色信号陷波器(65)，一个基准积分器(674)，一个垂直同步分离器(671)，一个Φ2环形电路(672)，一个开关电源的脉宽调制器(673)。利用上述权利要求的一项或若干项的方法对该集成电路进行调整。
全文摘要
集成电路中模拟电路部分的调整方法，利用一控制电流调整一附加基准电路部分(其正确调整必须在集成电路之外测试)，但利用一做在相应电路中的行扫描振荡器就可省去附加基准电路部分。当将控制环加到集成电路中时，通过在控制电流中加上小的校正控制电流将会导致不同电路部分的自动微调，控制环路中的噪声、同频范围及之件的容限都不再是决定性的。
文档编号H04N9/64GK1057746SQ9110069
公开日1992年1月8日 申请日期1991年2月5日 优先权日1990年2月5日
发明者卢道尔夫·考毕利茨, 马丁·里格 申请人:德国汤姆森-勃朗特有限公司